ANÁLISE DE UM PERÍODO QUENTE NO ESTADO DE SANTA CATARINA ATRAVÉS DO CÁLCULO DO ÍNDICE DE CALOR RESUMO

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1 ANÁLISE DE UM PERÍODO QUENTE NO ESTADO DE SANTA CATARINA ATRAVÉS DO CÁLCULO DO ÍNDICE DE CALOR Renata Alice Fernandes Conceição 1 e Daniel Pires Bitencourt 2 RESUMO Um período excessivamente quente de janeiro de 2006 é analisado através do cálculo do Índice de Calor (IC). Utilizou-se dados da reanálise do NCEP/NCAR e de 11 estações meteorológicas automáticas de Santa Catarina. Siderópolis registrou os maiores valores de IC, com ocorrência do nível de Perigo nos dias 10, 15 e 16/01. Percebeu-se também períodos prolongados durante o dia com nível de Atenção e Muito Cuidado também em outras localidades. ABSTRACT An excessively hot period of january 2006 is analysed by calculating the Heat Index (HI). Datas from the NCEP/NCAR and other 11 metereological stations from Santa Catarina were reanalysed. Siderópolis registered the highest values of HI, occurring the Danger level in the days of 10,15 and 16/01. During the day, periods with Caution and Extreme Caution were noticed as well. Palavras-Chave: Calor; saúde pública INTRODUÇÃO Praticamente todas as atividades sócio-econômicas são influenciadas pelas condições atmosféricas. As mudanças repentinas das condições de tempo podem prejudicar consideravelmente diversos setores produtivos, através da influência direta das variáveis meteorológicas sobre uma determinada cultura, por exemplo. Porém, um dos impactos mais importantes são aqueles direcionados à saúde das pessoas, estejam elas em atividade laboral ou não. Variações extremas nas condições de tempo, como quedas bruscas de temperatura ou períodos prolongados de calor, podem causar enfermidades em uma parcela significativa da população, proporcionando grandes dificuldades tanto para a sociedade como para os serviços de saúde pública. Vários estudos são direcionados à relação de variáveis meteorológicas com a saúde em ambientes fechados (PALONEN et al, 1993; PEJTERSEN et al, 2001; TOFTUM, 2002; NICOL e ROAF, 2005) e algumas pesquisas abordam sobre a influência das condições atmosféricas para determinadas edificações (VECCHIA et al, 2001; EVANS, 2003). Para tanto, um número bastante grande de índices foram criados ao longo da história (BOGO, 1994). Este estudo dedica-se à análise de um período excessivamente quente utilizando-se o Índice de Calor (IC), ou Temperatura Aparente, proposto por STEADMAN (1979). A identificação desse período quente foi feita através da avaliação dos campos médios e de anomalia da temperatura do ar, obtidos da reanálise do NCEP/NCAR. Dados reais de temperatura e umidade relativa do ar, medidos por 11 estações 1 FUNDACENTRO. R. Silva Jardim, 213, Prainha, Fpolis/SC. (48) renata.rafc@ibest.com.br 2 FUNDACENTRO. R. Silva Jardim, 213, Prainha, Fpolis/SC. (48) daniel@fundacentro.sc.gov.br

2 meteorológicas automáticas distribuídas no estado de Santa Catarina (SC), foram utilizados para o cálculo do IC. A avaliação do calor em função da temperatura e umidade relativa se justifica pelo fato do corpo humano geralmente resfriar-se pela transpiração, ou suando, na qual a água do suor evapora e retira calor do corpo. Quando a umidade relativa do ar é alta, a taxa de evaporação da água é reduzida e, dessa forma, o calor é removido do corpo a uma taxa mais baixa, mantendo mais calor no corpo do que teria numa situação de ar seco. O IC foi elaborado a partir de medidas subjetivas de quanto calor se sente para dados valores de temperatura e umidade relativa do ar, nas situações em que as temperaturas estão elevadas, estando a pessoa à sombra em condições de vento fraco. A exposição ao calor por períodos prolongados podem provocar cãibras, esgotamento, fadiga térmica e até danos ao cérebro, tais como os Acidentes Vascular Cerebral (AVC). DADOS E METODOLOGIA O período analisado foi de 01 a 17 de janeiro de 2006, o qual foi identificado a partir dos dados da reanálise do NCEP/NCAR, que recupera medidas meteorológicos de superfície em terra, navio, radiossonda, aeronaves, satélites e outros, controlando a qualidade dos dados e assimilandoos com o mesmo sistema de assimilação de dados desde 1957 (KALNAY, E. et al, 1996). Utilizando-se esses dados, elaborou-se campos médios e de anomalia, para o período completo e para alguns dias separadamente, da temperatura do ar em 1000 mb. Os dados de temperatura e umidade relativa do ar real foram utilizados para calcular o Índice de Calor (IC). Esses dados foram medidos a cada hora, para todo o período estudado, através de 11 estações meteorológicas automáticas distribuídas no estado de SC. As cidades em que essas estações estão instaladas são Abdon Batista, Angelina, Bom Retiro, Campo Belo do Sul, Campos Novos, Celso Ramos, Concórdia, Florianópolis, Nova Itá, São Francisco do Sul e Siderópolis. O cálculo do IC é feito através da expressão IC = - 42, , xT T + 10, xUR - 0, xTTxUR - 6,83783x10-3 xt T2-5,481717x10-2 xur 2 + 1,22874x10-3 x 2 TT xur + 8,5282x10-4 xtxt UR 2-1,99x10-6 x 2 TT xur 2, onde T é a temperatura do ar em F e UR é a umidade relativa do ar em %. A UR não é considerada como parâmetro importante para produzir IC superior a T. Por causa disso, o IC é calculado somente se o valor observado de T estiver acima de 20 C (68 F). Para o caso da pessoa estar exposta à radiação solar, o IC é acrescido de 8 C (15 F). No entanto, as avaliações feitas neste estudo de caso não estão considerando esta possibilidade pelo fato de não ter sido analisado os dados de radiação. O grau de stress causado pelo calor pode variar com a idade, saúde e características do corpo de cada indivíduo. Na Tab. 1 é apresentado os níveis de alerta do IC e a descrição de alguns possíveis sintomas associado ao stress térmico.

3 Tabela 1 - Níveis de alerta e possíveis sintomas fisiológicos às pessoas, de acordo com o IC Índice de Calor (IC) Nível de Alerta Síndrome de Calor (sintomas) menor que 27 C Ausência de Alerta de 27 a 32 C de 32,1 a 41 C de 41,1 a 54 C Atenção Muito Cuidado Perigo Possível fadiga em casos de exposição prolongada e atividade física Possibilidade de cãibras, esgotamento e insolação para exposições prolongadas e atividade física Cãibras, insolação e esgotamento prováveis. Possibilidade de dano cerebral (AVC) para exposições prolongadas com atividade física maior que 54 C Extremo Perigo Insolação e Acidente Vascular Cerebral (AVC) iminente RESULTADOS O período avaliado caracterizou-se pela escassez de sistemas frontais sobre o estado de SC e também pela pouca intensidade desses sistemas, em termos de gradiente térmico, situação comum para esta época do ano. As Figs. 1 (a) e (b) mostram os campos médio e de anomalia da T em 1000 mb para o período completo de 00Z de 01/01 a 18Z de 17/01/2006. Percebe-se através dessas figuras que a região da Argentina, próxima ao estado do Rio Grande do Sul, apresentou-se como a área mais quente, chegando a 3 C acima do normal. Sobre o estado de SC, a T ficou entre 1 e 1,5 C acima da média, lembrando que esses cálculos foram feitos para os quatro horários sinóticos de todo o período. (a) (b) Figura 1 (a) Média e (b) anomalia da temperatura do ar para o período de 01 a 17/01/06. As análises feitas individualmente para cada dia do período mostraram dois picos de calor, o primeiro foi entre os dias 9 e 10/01 e o segundo, com maior intensidade, nos dias 15 e 16/01. Os campos de anomalia de T em 1000 mb (Fig. 2 (a)) mostram que entre os dias 09 e 10/01 a T, na região próxima ao estado de SC, ficou entre 2 e 3 C acima da média climatológica. Nos dias 15 e 16/01 (Fig. 2 (b)), o estado de SC experimentou anomalias positivas de T de até 4 C.

4 (a) (b) Figura 2 Anomalia da temperatura do ar nos dias (a) 09 e 10/01 e (b) 15 e 16/01/2006. O cálculo do IC, obtido a partir da T e da UR observados na maioria das estações meteorológicas automáticas de SC mostram claramente esses dois picos de calor, conforme apresentado na Fig. 3. Figura 3 Índice de Calor máximo do dia, por estação, para o período de 09 a 17/01/06. Percebe-se através da Fig. 3 que, de acordo com a metodologia proposta por STEADMAN (1979), a cidade de Siderópolis foi a mais quente em praticamente todos os dias avaliados, chegando a atingir valores superiores a 41 C (nível de Perigo) nos dias 10, 15 e 16/01, sendo que no dia 16 foi registrado 3 horas consecutivas com nível de Perigo. Tanto no dia 10 como no dia 16/01, o IC atingiu o valor de 42,5 C, entretanto, em nenhum desses dias o horário de ocorrência do IC máximo coincidiu com o horário de ocorrência da T máxima do dia. No dia 10/01, a T

5 máxima em Siderópolis foi de 36,7 C as 17 horas, com UR de 32 %. No entanto, foi uma hora depois, as 18 horas, quando a T já havia declinado para 35,2 C, que ocorreu o IC máximo (42,5 C) deste dia, devido a UR ter subido para 53 %. Já no dia 16/01 ocorreu o inverso, o IC máximo (também de 42,5 C) do dia foi registrado as 14 horas (com T=34,5 C e UR=58%), uma hora antes da ocorrência da T máxima do dia, registrada as 15 horas com valor de 35,8 C. Esses resultados sugerem que não necessariamente o período do dia mais desconfortável, considerando a associação da T e UR, é coincidente com o horário da T máxima. Durante o período analisado houve grande variabilidade dos valores de IC máximo para cada estação, muitas vezes não apresentando um crescimento ou declínio contínuo dia após dia, tal como ocorre com a T. Por exemplo, a estação meteorológica de Siderópolis, que na maioria dos dias apresentou os maiores valores de IC, não mostra um padrão contínuo durante todo o período. Há inclusive uma queda brusca do IC entre os dias 13 e 14/01, voltando a subir muito a partir do dia 15/01. Percebe-se também, que do dia 13 para o dia 14/01, enquanto a estação meteorológica de Angelina declina o IC máximo de 39 para 38 C, a estação meteorológica de Florianópolis registra elevação do IC de 36 para pouco mais de 37,5 C. Lembramos que embora essas duas estações estejam relativamente próximas (Angelina faz parte da Grande Florianópolis), os dois municípios possuem características bem diferentes. Em termos de altitude, por exemplo, Florianópolis está a 25 metros acima no nível médio do mar, enquanto que Angelina localiza-se a 450 metros acima do nível médio do mar. Tanto as variações de dia para dia como as diferenças de tendência entre estações podem estar atribuídas as diferentes combinações entre a T e UR e também as diferentes condições de tempo observadas em cada estação meteorológica, tais como a cobertura de nuvens. O IC máximo do dia atingiu nível de Muito Cuidado, que compreende os valores entre 32,1 e 41 C, para várias estações, especialmente nos dias 09, 10, 15 e 16/01. A avaliação do período de 09 a 17/01 mostrou que todas as cidades analisadas apresentaram IC máximo com pelo menos o nível de Atenção, referente ao intervalo de valores de 27 a 32 C. Ressaltamos que nos dias 09, 10, 15 e 16/01 todas as cidades avaliadas apresentaram IC máximo superior a 29,8 C, fato que reforça a constatação de um período anomalamente quente em todo o estado. O IC com nível de Muito Cuidado ocorreu durante 9 horas consecutivas no dia 13/01, em Florianópolis. Em Nova Itá, no dia 16/01, entre as 9 e 10 horas foi registrado nível de Atenção, entre as 11 e 21 horas nível de Muito Cuidado, voltando a registrar nível de Atenção entre as 22 e 24 horas. Portanto, a população de Nova Itá, no dia 16/01, foi submetida aos alertas de Atenção e Muito Cuidado durante 16 horas consecutivas, situação esta que pode provocar fadiga ou cãibras, esgotamento e insolação nos casos de exposição prolongada e atividade física. Evidentemente que esses sintomas fisiológicos dependem da idade, saúde e características do corpo de cada pessoa, entretanto, trabalhadores da

6 construção civil e limpeza pública, por exemplo, podem estar muito vulneráveis a estes efeitos devido ao tipo de atividade que exercem. CONSIDERAÇÕES FINAIS Dentro do período avaliado, encontrou-se dois picos de calor, o primeiro entre os dias 09 e 10/01 e o segundo, com maior intensidade, entre os dias 15 e 16/01. Entre as localidades do estado de SC avaliadas, Siderópolis foi o município que registrou os maiores valores de IC, sendo que nos dias 10, 15 e 16/01 foram atingidos o nível de Perigo. Percebeu-se que o horário do dia com IC máximo muitas vezes não coincide com o horário da T máxima. Além disso, analisando uma única estação, verificou-se variações do IC máximo ao longo do período estudado e, comparando duas estações meteorológicas, notou-se diferentes tendências de um dia para outro. Essas situações podem estar atribuídas as diferentes combinações entre a T e UR e também as diferentes condições de tempo observadas em cada localidade, tais como a cobertura de nuvens. Apesar de Siderópolis ter sido a única localidade a atingir o nível de Perigo, as cidades de Nova Itá e Florianópolis registraram períodos prolongados durante o dia com nível de Atenção e Muito Cuidado, podendo provocar danos à saúde das pessoas que são submetidas a exposição prolongada e atividade física. AGRADECIMENTOS Agradecemos ao Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina - CEFETSC e ao Centro de Informações de Recursos Ambientais e de Hidrometeorologia de Santa Catarina - CIRAM por disponibilizar os dados meteorológicos. Agradecemos a Prof. Márcia Fuentes do Curso Técnico de Meteorologia pela contribuição nos cálculos do Índice de Calor. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BOGO, A. et al. Bioclimatologia aplicado ao projeto de edificações visando o conforto térmico. 02. ed. Florianópoilis, p. EVANS, J. M.. Evaluating Comfort with Varying Temperatures: A Graphic Design Tool. Energy And Building, Buenos Aires, n. 35, p.87-93, KALNAY, E. et al. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project. Bulletin Of The American Meteorological Society, v. 77, p , NICOL, Fergus; ROAF, Susan. Post-Occupancy evaluation and field studies of thermal comfort. Building Research & Information, v. 4, n. 33, p , PALONEN, J.; SEPPÄNEN, O.; JAAKKOLA, J. J. K.. The effects of air temperature and relative humidity on thermal comfort in the office environment. Indoor Air, n. 3, p , PEJTERSEN, J. et al. Effect of Renovating an Office Building on Occupant s Comfort and Health. Indoor Air, p.10-25, STEADMAN, R. G.. The assessement of sultriness. Part I: A temperature-humidity index based on human physiology and clothing science. Journal Of Applied Meteorology, v. 18, n. 7, p , 1979.

7 TOFTUM, Jom. Human Response to Combined Indoor Environment Exposures. Energy And Building, Denmark, n. 34, p , VECCHIA, F.; GIVONI, B.; SILVA, A. C.. Analyzing thermal performance of occupied houses in Descalvado, Brazil. In: THE 18TH CONFERENCE ON PASSIVE AND LOW ENERGY ARCHITECTURE, 18, 2001, Florianópolis, p. 1-7.